沉水植物除了通過根、葉吸收水體中的氮、磷及控制水體中營養(yǎng)鹽濃度外，還可在光合作用過程中產(chǎn)生氧氣擴(kuò)散到根際并進(jìn)入沉積物，影響沉積物氮、磷的循環(huán)。相關(guān)研究表明，沉水植物覆蓋的區(qū)域中，氧氣可以滲透至沉積物表層20 mm處，而在無沉水植物覆蓋的區(qū)域，氧氣的滲透深度僅4 mm；沉積物中的Fe2 在沉水植物根際氧化作用下形成Fe3 ,并與PO43--P形成鐵-磷復(fù)合體,抑制磷從沉積物釋放到水體中。同時(shí)，沉水植物通過促進(jìn)沉積物-水界面的反硝化作用，還原硝鹽，釋放出分子態(tài)氮(N2)或一氧化二氮(N2O)，減少水體中的氮營養(yǎng)鹽。

水體富營養(yǎng)化不僅影響水資源的利用、漁業(yè)的發(fā)展，而且會刺激有害藻類的暴發(fā)，使水域喪失生態(tài)功能和價(jià)值。同時(shí)，水體富營養(yǎng)化還給人們的生活和經(jīng)濟(jì)帶來極大的危害和損失。

沉水植物作為初級生產(chǎn)者，在水生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用，重建沉水植物群落結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是修復(fù)富營養(yǎng)化水體的有效手段。

01

對水質(zhì)改善的作用機(jī)理

對氮、磷營養(yǎng)鹽的控制

氮、磷是植物生長的必需營養(yǎng)元素。長勢良好的水生植物可使水體中總氮、總磷含量明顯降低 。

研究表明，苦草、黑藻、金魚藻、伊樂藻、狐尾藻、菹草均能有效去除水體中的氮、磷等營養(yǎng)鹽含量,其中以苦草效果好。

金魚藻、伊樂藻、眼子菜、狐尾藻、苦草等沉水植物通過葉片吸收等方式，對水體中總磷具有較好的去除效果，尤其在春季和秋季，金魚藻對水體中總磷的去除率高達(dá)92.00%，且對總?cè)芙庑粤椎娜コ室哺哌_(dá)90.93%。在太湖梅梁灣的生態(tài)修復(fù)工程區(qū)中，沉水植物的根系吸收作用和化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)作用使沉積物總氮、總磷營養(yǎng)鹽分別由修復(fù)前(2003年)的7043、1370mg/kg降低至2929、352mg/kg。

沉水植物分泌的化感物質(zhì)可抑制水體中浮游植物的生長，減弱浮游植物或附著藻的遮陰效應(yīng)，促進(jìn)自身生長?；形镔|(zhì)可使藻類細(xì)胞的生理作用產(chǎn)生變化，如影響氧化酶活性、堿性磷酸酶活性，促進(jìn)丙二醛等有毒物質(zhì)積累，從而引起藻類生物量的減少。通過化感物質(zhì)抑制藻類生長的沉水植物至少有37種，其中以狐尾藻、金魚藻、伊樂藻、茨藻、輪藻等的化感作用較明顯。不同沉水植物分泌的化感物質(zhì)對藻類的作用不同，從而影響浮游植物種類組成。